JP7136325B2 - フェライト系耐熱鋼 - Google Patents

Description

本開示は、フェライト系耐熱鋼に関する。

フェライト系耐熱鋼は、オーステナイト系耐熱鋼およびＮｉ基耐熱鋼に比べて安価であるばかりでなく、熱膨張係数が小さいという高温で使用される耐熱鋼としての利点を有するため、火力発電ボイラ等、高温で使用される機器に広く利用されている。

近年、石炭火力発電においては熱効率を高めるため蒸気条件の高温高圧化が進められており、将来的には６５０℃、３５０気圧という超々臨界圧条件での操業が計画されている。このような蒸気条件の過酷化に対応すべく、ＷおよびＢを積極的に活用し、クリープ強度を高めたフェライト系耐熱鋼などが数多く提案されている。

例えば、特許文献１には、質量％で、Ｃ：０．００１～０．１５％、Ｃｒ：８～１３％、Ｖ：０．２～０．５％、Ｎｂ：０．００２％～０．２％、Ｗ：２～５％、Ｎ：０．００１～０．０３％、Ｂ：０．０００１～０．０１％を含有し、金属組織が焼戻しマルテンサイト基地からなり、かつマルテンサイトラス内部に粒径０．６μｍ以下のＭ_２３Ｃ_６および金属間化合物が合計で０．４個／μｍ^３以上析出している、高温長時間クリープ強度に優れた高Ｃｒフェライト系耐熱鋼材が開示されている。

特許文献２には、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１５％、Ｃｒ：８～１５％、Ｖ：０．０５～０．５％、Ｎｂ：０．００２～０．１８％、Ｗ：０．１～５％、Ｂ：０．０００１～０．０２％、Ｎ：０．０００５～０．１％を含み、かつＳ、Ｐ、ＣａおよびＭｇ含有量から決まるＮｄ量を含有する、高温でのクリープ強度とクリープ延性に優れる高Ｃｒフェライト系耐熱鋼が開示されている。

特許文献３には、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１３％、Ｃｒ：８．０～１２．０％、 Ｗ：１．０～４．０％、Ｃｏ：１．０～５．０％、Ｖ：０．１～０．５％、Ｎｂ：０．０１～０．１０％、Ｂ：０．００２～０．０２％、Ｎ：０．００５～０．０２０％、Ｎｄ：０．００５～０．０５０％を含有し、結晶粒内に存在するＭＸ析出物のうち、粒子径が２０ｎｍ以上であるものの平均粒子間距離λが２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、高温でのクリープ強度に優れる高Ｃｒフェライト系耐熱鋼が開示されている。

また、特許文献４には、重量％で、Ｂ：０．００３～０．０３％を含み、その他合金元素がＣ：０．０３～０．１５％、Ｃｒ：８．０～１３．０％、Ｍｏ＋Ｗ／２：０．１～２．０％、Ｖ：０．０５～０．５％、Ｎ：０．０６％以下、Ｎｂ：０．０１～０．２％、（Ｔａ＋Ｔｉ＋Ｈｆ＋Ｚｒ）：０．０１～０．２％の内のいずれか１種又は２種以上を含有する焼き戻しマルテンサイト系耐熱鋼からなる、クリープ強度に優れた溶接継手が開示されている。

加えて、特許文献５には、質量％で、Ｃ：０．０１～０．１８％、Ｃｒ：８～１４％、Ｖ：０．０５～１．８％、Ｍｏ：０．０１～２．５％、Ｗ：０．０２～５％およびＮ：０．００１～０．１％を含むとともに、マトリックス中のＶの固溶量Ｖｓ％をＶｓ＞０．０１／（Ｃ＋Ｎ）とすることで、長時間のクリープ強度と常温靭性の両立を図った高Ｃｒフェライト系耐熱鋼と、それを得るためにＣとＶ含有量から決まる焼ならしおよび焼き戻しを施す高Ｃｒフェライト系耐熱鋼の製造方法が開示されている。

また、特許文献６には、質量％で、Ｃ：０．０５～０．１２％、Ｃｒ：８．０～１２％未満、Ｖ：０．１５～０．２５％、Ｎｂ：０．０３～０．０８％、Ｎ：０．００５～０．０７％、Ｍｏ：０．１～１．１％およびＷ：１．５～３．５％のうちの１種または２種を含有し、加工工程での条件を規定した高Ｃｒフェライト系耐熱鋼材の製造方法が開示されている。

特許文献７には、Ｃ：０．０５質量％未満、Ｎ：０．０５５質量％以下、Ｓｉ：０．０５質量％を超え、０．５０質量％以下を含有し、さらに、Ｍｎ：２．２０質量％以下、Ｎｉ：１．００質量％以下、Ｃｒ：１０．５０質量％以下、Ｍｏ：１．２０質量％以下、Ｖ：０．４５質量％以下、Ｎｂ：０．０８０質量％以下、Ｗ：２．０質量％以下、Ｃｏ：３．０質量％以下、およびＢ：０．００５質量％以下の群から選択される１ 種類以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である溶接ワイヤと、ＣａＦ_２：２～３０質量％、ＣａＯ：２～２０質量％、ＭｇＯ：２０～４０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５～２５質量％、ＳｉおよびＳｉＯ_２の合計：５～２５質量％（ＳｉＯ_２換算）を含有し、ＢａＯ：２５質量％以下、ＺｒＯ_２：１０質量％以下、ＴｉＯ_２：５質量％未満に規制した溶接フラックスとを組み合わせて用いることを特徴とする高Ｃｒ系ＣＳＥＦ（Creep Strength-Enhanced Ferritic：クリープ強度強化フェライト）のシングルサブマージアーク溶接方法が開示されている。

特許文献８には、質量％で、Ｃ：０．０６～０．１０％、Ｓｉ：０．１～０．４％、Ｍｎ：０．３～０．７％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．００３％以下、Ｃｏ：２．６～３．４％、Ｎｉ：０．０１～１．１０％、Ｃｒ：８．５～９．５％、Ｗ：２．５～３．５％、Ｍｏ：０．０１％未満、Ｎｂ：０．０２～０．０８％、Ｖ：０．１～０．３％、Ｔａ：０．０２～０．０８％、Ｂ：０．００７～０．０１５％、Ｎ：０．００５～０．０２０％、Ａｌ：０．０３％以下、Ｏ：０．０２％以下、Ｃｕ：０～１％、Ｔｉ：０～０．３％、Ｃａ：０～０．０５％、Ｍｇ：０～０．０５％、および、希土類元素：０～０．１％を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなり、式（１）を満たす化学組成を有するフェライト系耐熱鋼用溶接材料が開示されている。
０．５≦Ｃｒ＋６Ｓｉ＋１．５Ｗ＋１１Ｖ＋５Ｎｂ＋１０Ｂ－４０Ｃ－３０Ｎ－４Ｎｉ－２Ｃｏ－２Ｍｎ≦１０．０ （１）
ここで、式（１）中の各元素記号には、対応する元素の含有量（質量％）が代入される。

特許文献１：特開２００２－２４１９０３号公報
特許文献２：特開２００２－３６３７０９号公報
特許文献３：特開２０１６－２１６８１５号公報
特許文献４：特開２００４－３００５３２号公報
特許文献５：特開２００１－１９２７８１号公報
特許文献６：特開２００９－２９３０６３号公報
特許文献７：特開２０１６－２２５０１号公報
特許文献８：国際公開第２０１７／１０４８１５号

ところで、フェライト系耐熱鋼には、高温で使用される最中（例えば発電用ボイラに用いられたフェライト系耐熱鋼における該ボイラの運転中等）での十分なクリープ強度だけではなく、高温での使用前（例えば前記ボイラの運転開始までの組み立ての過程等）において構造物としての健全性を確保するため、機械的性能、即ち、十分な引張特性および衝撃特性（靭性）を有することが求められる。前述のフェライト系耐熱鋼は、優れたクリープ強度を有するものの、これら機械的性能が安定して得られない場合があることがわかった。特に、より高いクリープ強度を得る目的で、フェライト系耐熱鋼に、Ｗを多く含有するとともに、０．００６％以上のＢを含有する場合、十分な引張強さおよび靭性が得られない場合がある。

本開示は、上記現状に鑑みてなされたもので、ＷおよびＢを多量に含有し、高い引張強さおよび靭性を有するフェライト系耐熱鋼を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記した課題を解決するために、Ｗを２．５％～３．５％含有し、Ｂを０．００６％～０．０１６％含むフェライト系耐熱鋼について詳細な調査を行った。その結果、以下に述べる知見が明らかになった。

引張強さおよび靭性に差があった鋼を比較調査した結果、該引張強さおよび靭性に十分な性能が得られた鋼は、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物が、粒界および粒内に細かく、かつ密に分散していた。これに対して、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物の析出量が少ない鋼、もしくは逆に炭化物が多量に析出している鋼、または、析出物が粗大で疎に析出していた鋼では、性能が不芳であった。

このことから、これら引張強さ、靭性等の機械的性質が安定しないのは、以下の（１）および（２）の通りと推察された。
（１） 鋼中のＷは、鋼に固溶するか、またはフェライト系耐熱鋼の製造時の焼戻し熱処理においてＷを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物として細かく分散析出し、引張強さに寄与する。しかしながら、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物の析出量が少なく疎に析出した場合、その析出による強化効果が十分でないため、求められる引張強さが得られない。逆に、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物が粗大に析出すると、引張強さの強化に寄与しなくなるとともに、Ｗの鋼への固溶による強化効果も小さくなるため、求められる引張強さが得られない。

（２） また、Ｗが焼戻し熱処理においてＭ_２３Ｃ_６型炭化物として析出することで、組織の回復および軟化が進む。しかしながら、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物の析出量が少ない場合、前記回復および軟化を進行させる効果が小さいため、十分な靭性が得られない。逆に、Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物が粗大に析出すると、破壊の起点が増大するため、求められる靭性が得られない。

そこで、種々検討を重ねた結果、鋼に含まれるＢ量に応じて、電解抽出残渣として分析されるＷの量を所定の範囲に管理することで、引張強さおよび靭性について安定した性能が得られることを知見した。

この理由は、以下の（３）および（４）が考えられる。
（３） 前述の通り、Ｗは焼戻し熱処理においてＭ_２３Ｃ_６型炭化物として析出し、引張強さの向上に寄与する。ＢはＭ_２３Ｃ_６型炭化物のＣに置換して前記炭化物中に固溶し、析出量に影響することなく、炭化物を微細にかつ密に分散させる効果を有する。そのため、炭化物の析出による強化効果が得られ、炭化物が少ない析出量でも求められる引張強さが得られやすい。また、逆に炭化物が多量に析出した場合でも、炭化物の大きさが小さくなり、炭化物の析出による強化効果が維持されるため、十分な引張強さが得られやすい。

（４） 加えて、Ｂには、炭化物の析出量に影響することなく、析出物の大きさを小さくする効果がある。これにより、組織の回復および軟化が進むとともに、破壊の起点となりにくくなるため、求められる靭性が得られやすい。

さらに、本発明者らは、前記のＷおよびＢを含有するフェライト系耐熱鋼について、高温強度、すなわち、クリープ強度に及ぼすＴａ、Ｎｂの作用について詳細な調査を行った。その結果、以下に述べる（５）および（６）の知見が明らかになった。

（５） 高温での使用初期のクリープ強度に差のあった鋼を比較した結果、強度に優れた鋼では、ＴａおよびＮｂを含む微細炭窒化物量が多く、さらに、炭窒化物中に含まれるＴａの割合が少なかった。

（６） また、長時間使用時のクリープ強度に差のあった鋼を比較した結果、強度に優れた鋼では、ＴａおよびＮｂを含む微細炭窒化物が微細、かつ密にこれらの析出物が存在した。さらに、その炭窒化物中に含まれるＮｂの割合が少なかった。

以上の結果より、高温強度（特に使用初期における高温強度、および長時間使用時における高温強度）に及ぼすＴａ、Ｎｂの作用機構は、以下の（７）および（８）の通り推察された。
（７） ＴａおよびＮｂは鋼の製造時の熱処理工程、ならびに使用初期に炭窒化物として、微細に析出し、強度に寄与するが、拡散速度の遅いＴａがＮｂに対して、鋼中に多く含まれる場合、その析出開始が遅延し、十分な析出量が得られない。その結果、使用初期の高温強度が低下する。

（８） 一方、これらＴａ、Ｎｂを含む炭窒化物は、長時間使用時のクリープ強度に寄与するが、拡散速度の速いＮｂがＴａに対して、鋼中に多く含まれると、炭窒化物の成長が早くなり、早期に粗大化する。その結果、これらの析出物の強化効果が早期に消失するため、長時間使用時における高温でのクリープ強度が低下する、と推察された。

そこで、種々検討を重ねた結果、以下の知見（９）が得られた。
（９） 鋼に含まれるＴａとＮｂの比を適正な範囲に管理することで、使用初期の微細炭窒化物量を確保するとともに、長時間使用時の炭窒化物の粗大化を遅延させることができ、高温での使用初期および長時間使用時の高温強度を、より安定して得ることができる。

本開示は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記に示すフェライト系耐熱鋼にある。

＜１＞
質量％で
Ｃ：０．０６％～０．１１％、
Ｓｉ：０．１５％～０．３５％、
Ｍｎ：０．３５％～０．６５％、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００３０％以下、
Ｎｉ：０．００５％～０．２５０％、
Ｃｕ：０．００５％～０．２５０％、
Ｃｏ：２．７％～３．３％、
Ｃｒ：８．３％～９．７％、
Ｗ：２．５％～３．５％、
Ｖ：０．１５％～０．２５％、
Ｎｂ：０．０３０％～０．０８０％、
Ｔａ：０．００２％～０．０４０％、
Ｎｄ：０．０１０％～０．０６０％、
Ｂ：０．００６％～０．０１６％、
Ｎ：０．００５％～０．０１５％、
Ａｌ：０．０２０％以下、および
Ｏ：０．０２０％以下
を含み、
残部がＦｅおよび不純物からなり、
かつ電解抽出残渣として分析されるＷの量が下記（１）式を満足するフェライト系耐熱鋼。
－１０×［％Ｂ］＋０．２６≦［％Ｗ］_ＥＲ≦１０×［％Ｂ］＋０．５４ （１）式
（１）式において、［％Ｗ］_ＥＲとは電解抽出残渣として分析されるＷの量（質量％）を表し、［％Ｂ］とは前記フェライト系耐熱鋼中のＢの含有量（質量％）を表す。
＜２＞
質量％で
前記Ｔａおよび前記Ｎｂの合計含有量が０．０４０％～０．１１０％であり、
前記Ｔａの含有量と前記Ｎｂの含有量との比Ｔａ／Ｎｂが０．１０～０．７０である＜１＞に記載のフェライト系耐熱鋼。
＜３＞
前記フェライト系耐熱鋼が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、下記群より選択される少なくとも１種の元素を含有する＜１＞または＜２＞に記載のフェライト系耐熱鋼。
群 Ｍｏ：０．５０％以下
Ｔｉ：０．２０％以下
Ｃａ：０．０１５％以下
Ｍｇ：０．０１５％以下
Ｓｎ：０．００５％以下
＜４＞
室温でのＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定される引張強さが６２０ＭＰａ以上、かつ２０℃でのＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に規定されるフルサイズシャルピー吸収エネルギーが２７Ｊ以上である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のフェライト系耐熱鋼。

本開示によれば、多量のＷおよびＢを含有するフェライト系耐熱鋼において、安定して優れた引張強さと靭性を得ることが可能となる。

本開示において、フェライト系耐熱鋼の組成を限定する理由は次の通りである。
なお、以下の説明において、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。また、本開示において、「～」を用いて表される数値範囲は、特に断りの無い限り、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本開示において段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。

Ｃ：０．０６％～０．１１％
Ｃは、マルテンサイト組織を得るのに有効であるとともに、微細な炭化物または炭窒化物を生成し、引張強さおよびクリープ強度の向上に寄与する。本開示におけるＷおよびＢの含有量の範囲において、これらの効果を十分得るためには、Ｃを０．０６％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｃを過剰に含有すると、却って、クリープ強度および靭性の低下を招くため、Ｃの含有量は０．１１％以下とする。Ｃの含有量の好ましい下限は０．０７％であり、好ましい上限は０．１０％である。さらに好ましい下限は０．０８％であり、さらに好ましい上限は０．０９％である。

Ｓｉ：０．１５％～０．３５％
Ｓｉは、脱酸剤として含有されるが、耐水蒸気酸化特性（つまり水蒸気による酸化への耐性）に有効な元素である。その効果を十分に得るためには、Ｓｉを０．１５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｓｉを過剰に含有すると、延性の低下を招く。そのため、Ｓｉの含有量は０．３５％以下とする。Ｓｉの含有量の好ましい下限は０．１８％であり、好ましい上限は０．３２％である。さらに好ましい下限は０．２０％であり、さらに好ましい上限は０．３０％である。

Ｍｎ：０．３５％～０．６５％
Ｍｎは、Ｓｉと同様、脱酸剤として含有されるが、マルテンサイト組織を得るのにも効果を有する。その効果を十分に得るためには、Ｍｎを０．３５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｍｎを過剰に含有すると、クリープ脆化を招くため、Ｍｎの含有量は０．６５％以下とする。Ｍｎの含有量の好ましい下限は０．３８％であり、好ましい上限は０．６２％である。さらに好ましい下限は０．４０％であり、さらに好ましい上限は０．６０％である。

Ｐ：０．０２０％以下
Ｐは、過剰に含有するとクリープ延性を低下させる。そのため、Ｐの含有量は０．０２０％以下とする必要がある。Ｐの含有量は０．０１８％以下とするのが好ましく、さらには０．０１５％以下とするのがより好ましい。尚、Ｐの含有量は少なければ少ないほどよい。ただし、Ｐの含有量の極度の低減は材料コストを極端に増大させる。そのため、Ｐの含有量の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましい下限は０．００１％である。

Ｓ：０．００３０％以下
Ｓは、Ｐと同様、過剰に含有するとクリープ延性を低下させる。そのため、Ｓの含有量は０．００３０％以下とする必要がある。Ｓの含有量は０．００２５％以下とするのが好ましく、さらには０．００２０％以下とするのがより好ましい。尚、Ｓの含有量は少なければ少ないほどよい。ただし、Ｓの含有量の極度の低減は製造コストを極端に増大させる。そのため、Ｓの含有量の望ましい下限は０．０００２％であり、さらに好ましい下限は０．０００４％である。

Ｎｉ：０．００５％～０．２５０％
Ｎｉは、マルテンサイト組織を得るのに有効な元素である。その効果を得るためには、Ｎｉを０．００５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｃｏの含有量が下記範囲である本開示においては、Ｎｉを０．２５０％を超えて含有しても、その効果が飽和するとともに、高価な元素であるためコスト増大を招く。そのため、Ｎｉの含有量は０．２５０％を上限とする。Ｎｉの含有量の好ましい下限は０．０２０％であり、好ましい上限は０．２００％である。さらに好ましい下限は０．０５０％であり、さらに好ましい上限は０．１５０％である。

Ｃｕ：０．００５％～０．２５０％
Ｃｕは、Ｎｉと同様、マルテンサイト組織を得るのに有効な元素である。その効果を得るためには、Ｃｕを０．００５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｃｏの含有量が下記範囲である本開示においては、Ｃｕを０．２５０％を超えて含有しても、その効果は飽和するため、Ｃｕの含有量は０．２５０％を上限とする。Ｃｕの含有量の好ましい下限は０．０２０％であり、好ましい上限は０．２００％である。さらに好ましい下限は０．０５０％であり、さらに好ましい上限は０．１５０％である。

Ｃｏ：２．７％～３．３％
Ｃｏは、マルテンサイト組織を得て、クリープ強度を確保するのに有効な元素である。その効果を十分に得るためには、Ｃｏを２．７％以上含有する必要がある。しかしながら、非常に高価な元素であるため、Ｃｏを過剰に含有すると、材料コストを増大させるとともに、クリープ強度およびクリープ延性がかえって低下する。そのため、Ｃｏの含有量は３．３％以下とする。Ｃｏの含有量の好ましい下限は２．８％であり、好ましい上限は３．２％である。さらに好ましい下限は２．９％であり、さらに好ましい上限は３．１％である。

Ｃｒ：８．３％～９．７％
Ｃｒは、高温での耐水蒸気酸化特性および耐食性の確保に有効な元素である。また、炭化物として析出し、クリープ強度の向上にも寄与する。これらの効果を十分に得るためには、Ｃｒを８．３％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｃｒを過剰に含有すると、炭化物の安定性を低下させて却ってクリープ強度が低下する。そのため、Ｃｒの含有量は９．７％以下とする。Ｃｒの含有量の好ましい下限は８．５％であり、好ましい上限は９．５％である。さらに好ましい下限は８．７％であり、さらに好ましい上限は９．３％である。

Ｗ：２．５％～３．５％
Ｗは、マトリックスに固溶するかまたはＭ_２３Ｃ_６型炭化物として析出し、引張強さの確保に寄与するとともに、長時間使用中には、金属間化合物として析出し、高温でのクリープ強度の確保に寄与する。この効果を十分に得るためには、Ｗを２．５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｗを過剰に含有してもクリープ強度向上の効果が飽和するとともに、高価な元素であり、材料コストを増大させる。そのため、Ｗの含有量は３．５％以下とする。Ｗの含有量の好ましい下限は２．６％であり、好ましい上限は３．３％である。さらに好ましい下限は２．８％であり、さらに好ましい上限は３．１％である。

尚、ここでのＷの含有量とは、フェライト系耐熱鋼に含まれるＷの総量を意味する。すなわち、マトリックスに固溶しているＷの量と、析出物として存在しているＷの量との合計を意味する。
また、本開示では、上記のＷの含有量の範囲を満たすことに加えて、析出物として存在しているＷの量、すなわち電解抽出残渣として分析されるＷの量が、後述の通り、Ｂの量との関係を満足する必要がある。

Ｖ：０．１５％～０．２５％
Ｖは、微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。その効果を十分に得るためには、Ｖを０．１５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｖの含有量が過剰になると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、Ｖの含有量は０．２５％以下とする。Ｖの含有量の好ましい下限は０．１６％であり、好ましい上限は０．２４％である。さらに好ましい下限は０．１８％であり、さらに好ましい上限は０．２２％である。

Ｎｂ：０．０３０％～０．０８０％
Ｎｂは、微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。その効果を十分に得るためには、Ｎｂを０．０３０％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｎｂを過剰に含有すると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、Ｎｂの含有量は０．０８０％以下とする。Ｎｂの含有量の好ましい下限は０．０３５％であり、好ましい上限は０．０７５％である。さらに好ましい下限は０．０４０％であり、さらに好ましい上限は０．０７０％である。

Ｔａ：０．００２％～０．０４０％
Ｔａは、Ｎｂと同様、微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。その効果を得るためには、Ｔａを０．００２％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｔａを過剰に含有すると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、Ｔａの含有量は０．０４０％以下とする。Ｔａの含有量の好ましい下限は０．００３％であり、好ましい上限は０．０３５％である。さらに好ましい下限は０．００４％であり、さらに好ましい上限は０．０３０％である。

ＮｂおよびＴａの合計含有量：０．０４０％～０．１１０％
ＮｂおよびＴａは、微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。その効果を十分に得るためには、ＮｂおよびＴａを合計で０．０４０％以上含有することが好ましい。しかしながら、ＮｂおよびＴａを過剰に含有すると、多量かつ粗大に析出し、かえってクリープ強度およびクリープ延性の低下を招く。そのため、ＮｂおよびＴａの合計の含有量は０．１１０％を上限とすることが好ましい。合計の含有量のより好ましい下限は０．０５０％であり、より好ましい上限は０．１００％である。さらに好ましい下限は０．０６０％であり、さらに好ましい上限は０．０９０％である。

Ｔａの含有量とＮｂの含有量の比Ｔａ／Ｎｂ：０．１０～０．７０
前述通り、ＮｂおよびＴａは、微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。しかしながら、ＴａとＮｂの含有量の比Ｔａ／Ｎｂが小さい場合、長時間使用中に炭窒化物の成長が早くなり、その析出強化効果が早期に消失し、長時間使用時の安定したクリープ強度が十分得られない場合がある。一方、ＴａとＮｂの含有量の比Ｔａ／Ｎｂが大きい場合、使用初期に炭窒化物の析出開始が遅延し、十分な高温強度が得られない場合がある。そのため、ＴａとＮｂの含有量の比Ｔａ／Ｎｂを０．１０～０．７０とすることが好ましい。ＴａとＮｂの含有量の比Ｔａ／Ｎｂのより好ましい範囲は０．１２～０．６８であり、さらに好ましい範囲は０．１５～０．６５である。

Ｎｄ：０．０１０％～０．０６０％
Ｎｄは、ＳおよびＰと結合して、その悪影響を取り除き、クリープ延性を向上させる。この効果を十分に得るためには、Ｎｄを０．０１０％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｎｄを過剰に含有すると酸素と結合し、清浄性を低下させて熱間加工性を劣化させる。そのため、Ｎｄの含有量は０．０６０％以下とする。Ｎｄ含有量の好ましい下限は０．０１５％であり、好ましい上限は０．０５５％である。さらに好ましい下限は０．０２０％であり、好ましい上限は０．０５０％である。

Ｂ：０．００６％～０．０１６％
Ｂは、マルテンサイト組織を得るのに有効である。加えて、Ｍ_２３Ｃ_６型炭化物中に固溶して、微細に分散させる効果を有し、引張強さおよび靭性の確保に寄与する。さらには、クリープ強度の向上にも寄与する。その効果を得るためには、Ｂを０．００６％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｂを過剰に含有させると、溶接中に溶接金属に流入し、凝固割れ感受性を高めるため、Ｂの含有量の上限を０．０１６％とする。Ｂの含有量の好ましい下限は０．００７％であり、好ましい上限は０．０１４％である。さらに好ましい下限は０．００８％であり、好ましい上限は０．０１２％である。
尚、本開示では、後述の通り、Ｂの含有量に応じて、析出物として存在しているＷの量、すなわち電解抽出残渣として分析されるＷの量が所定の関係を満足する必要がある。

Ｎ：０．００５％～０．０１５％
Ｎは、高温での使用中にＮｂおよびＴａと結合して微細な炭窒化物として粒内に微細に析出し、クリープ強度の向上に寄与する。この効果を得るためには、Ｎを０．００５％以上含有する必要がある。しかしながら、Ｎを過剰に含有すると、炭窒化物の粗大化を招き、かえってクリープ延性の低下を招くため、Ｎの含有量は０．０１５％以下とする。Ｎの含有量の好ましい下限は０．００６％であり、好ましい上限は０．０１４％である。さらに好ましい下限は０．００８％であり、好ましい上限は０．０１２％である。

Ａｌ：０．０２０％以下
Ａｌは、脱酸剤として含有されるが、Ａｌを多量に含有すると清浄性を著しく害し、加工性を劣化させる。また、Ａｌを多量に含有することは、クリープ強度の観点からも好ましくない。そのため、Ａｌの含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１８％以下であり、さらに好ましくは０．０１５％以下である。尚、Ａｌの含有量の下限は特に設ける必要はない。ただし、Ａｌの極度の低減は製造コストを増大させるため、Ａｌの含有量は０．００１％以上とするのが好ましい。

Ｏ：０．０２０％以下
Ｏは、不純物として存在するが、多量に含まれる場合には、加工性を低下させる。そのため、Ｏの含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１５％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。尚、Ｏの含有量の下限は特に設ける必要はない。ただし、Ｏの極度の低減は製造コストを増大させるため、Ｏの含有量は０．００１％以上とするのが好ましい。

残部：Ｆｅおよび不純物からなる
本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、上述の各元素を含み、残部がＦｅおよび不純物からなる。
尚、「不純物」とは鉄鋼材料を工業的に製造する際に、鉱石またはスクラップ等の原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入する、いわゆる不可避的に混入する成分であり、意図的に添加したものでない成分を指す。

さらに、本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、残部における前記Ｆｅの一部に代えて、下記の群に属する少なくとも１種の元素を含有してもよい。下記にその限定理由を述べる。

群 Ｍｏ：０．５０％以下
Ｔｉ：０．２０％以下
Ｃａ：０．０１５％以下
Ｍｇ：０．０１５％以下
Ｓｎ：０．００５％以下

Ｍｏ：０．５０％以下
Ｍｏは、Ｗと同様、マトリックスに固溶して、高温でのクリープ強度の確保に寄与するため、含有してもよい。しかしながら、Ｍｏを過剰に含有しても、その効果が飽和するとともに、高価な元素であり、材料コストを増大させるため、Ｍｏの含有量は０．５０％以下とする。好ましい上限は０．４０％であり、さらに好ましくは０．２０％以下である。尚、Ｍｏを含有させる場合の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましい下限は０．０２％である。

Ｔｉ：０．２０％以下
Ｔｉは、ＮｂおよびＴａと同様、高温での使用中に微細な炭窒化物として粒内に析出し、クリープ強度の向上に寄与するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉの含有量が過剰になると、多量かつ粗大に析出し、クリープ強度およびクリープ延性の低下を招くため、Ｔｉの含有量は０．２０％以下とする。好ましい上限は０．１５％であり、さらに好ましくは０．１０％以下である。尚、Ｔｉを含有させる場合の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましい下限は０．０２％である。

Ｃａ：０．０１５％以下
Ｃａは、製造時の熱間加工性を改善する効果を有するため、必要に応じて含有してもよい。しかしながら、Ｃａの過剰の含有は酸素と結合し、清浄性を著しく低下させて、却って熱間加工性を劣化させるため、Ｃａの含有量は０．０１５％以下とする。好ましくは０．０１２％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。尚、Ｃａを含有させる場合の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましい下限は０．００１％である。

Ｍｇ：０．０１５％以下
Ｍｇは、Ｃａと同様、製造時の熱間加工性を改善する効果を有するため、必要に応じて含有してもよい。しかしながら、Ｍｇの過剰の含有は酸素と結合し、清浄性を著しく低下させて、却って熱間加工性を劣化させるため、Ｍｇの含有量は０．０１５％以下とする。好ましくは０．０１２％以下であり、さらに好ましくは０．０１０％以下である。尚、Ｍｇを含有させる場合の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましい下限は０．００１％である。

Ｓｎ：０．００５％以下
Ｓｎは、鋼の表面のスケール下に濃化し、耐食性の向上に効果があるので必要に応じて含有してもよい。しかしながら、Ｓｎの過剰な含有は、靭性の低下を招くため、Ｓｎの含有量は０．００５％以下とする。好ましくは０．００４％以下であり、さらに好ましくは０．００３％以下である。尚、Ｓｎを含有させる場合の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましい下限は０．００１０％である。

電解抽出残渣として分析されるＷの量（［％Ｗ］_ＥＲ）：
－１０×［％Ｂ］＋０．２６≦［％Ｗ］_ＥＲ≦１０×［％Ｂ］＋０．５４
フェライト系耐熱鋼に含有されるＷは、製造時の焼戻し熱処理においてＭ_２３Ｃ_６型炭化物に含まれる形で析出する。この炭化物は、微細に析出すると、引張強さの確保に寄与する。ただし、一方でこの炭化物が過剰に析出すると、靭性が低下する。この炭化物の量は、電解抽出残渣として分析されるＷの量として見積もることができる。
Ｗを含むＭ_２３Ｃ_６型炭化物が少ない場合、炭化物の析出による強化効果が小さく、求められる引張強さが得られないことに加え、組織の回復および軟化が進まず、靭性も低下する。一方、この炭化物が過剰にかつ粗大に析出すると、引張強さ等の強化に寄与しなくなるとともに、鋼のマトリックス中に固溶するＷの量が少なくなり固溶による強化効果も小さくなる。その結果、求められる引張強さが得られないとともに、破壊の起点となり、靭性も低下する。
また、鋼に含有されるＢは上記炭化物の析出量に影響することなく、Ｍ_２３Ｃ_６型炭化物を微細に析出させる効果がある。そのため、少ない析出量でも炭化物の析出による強化効果が得られやすくなるとともに、析出物を小さく（つまり微細に）して、析出による強化効果の消失を抑制し、かつ破壊の起点となることによる靭性の低下を抑制することができる。そのため、求められる引張強さと靭性を得るためには、析出物として存在するＷの量、すなわち電解抽出残渣として分析されるＷの量［％Ｗ］_ＥＲの下限および上限を、鋼中のＢの含有量に応じて、下記（１）式を満足する関係とする必要がある。
－１０×［％Ｂ］＋０．２６≦［％Ｗ］_ＥＲ≦１０×［％Ｂ］＋０．５４ （１）式
（１）式において、［％Ｗ］_ＥＲとは電解抽出残渣として分析されるＷの量（質量％）を表し、［％Ｂ］とはフェライト系耐熱鋼中のＢの含有量（質量％）を表す。

電解抽出残渣として分析されるＷの量は、鋼に含有されるＷの量およびＣの量、ならびに焼戻し熱処理の条件等によって調整することができる。具体的には、鋼に含有されるＷの量およびＣの量が高いほど、電解抽出残渣として分析されるＷの量は多くなる。また、本開示の鋼に適用される焼戻し熱処理においては、温度が高くなるほど、また時間が長くなるほど、電解抽出残渣として分析されるＷの量は多くなる。さらに、焼戻し処理後の冷却において、冷却速度を小さくするほど、電解抽出残渣として分析されるＷの量は多くなる。

電解抽出残渣として分析されるＷの量は、以下のように測定する。
フェライト系耐熱鋼から、所定の大きさの試験材を採取する。１０体積％アセチルアセトン－１質量％テトラメチルアンモニウムクロライドメタノール溶液を電解液として用いた定電流電解法によって、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ^２で前記試験材を陽極溶解し、炭化物を残渣として抽出する。抽出した残渣を酸分解した後、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分析を行い、残渣中のＷの質量を測定する。残渣中のＷの質量を試験材の溶解量で除して、炭化物として存在しているＷの量を求める。すなわち、このＷの量は、電解抽出残渣として分析されるＷの量である。

・フェライト系耐熱鋼の特性
（１）引張強さ
本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、室温での引張強さが、６２０ＭＰａ以上であることが好ましく、６７０ＭＰａ以上であることがより好ましい。
引張強さは、平行部径８ｍｍ、平行部長さ５５ｍｍの１４Ａ号丸棒試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に準拠して、室温（１０℃～３５℃）で測定される。

（２）フルサイズシャルピー吸収エネルギー
本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、２０℃でのフルサイズシャルピー吸収エネルギーが、２７Ｊ以上であることが好ましい。
フルサイズシャルピー吸収エネルギーは、２ｍｍＶノッチフルサイズシャルピー衝撃試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に準拠して、２０℃で測定される。

（３）クリープ性能
本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、母材の目標破断時間が１０００時間となる６５０℃×１５７ＭＰａの条件でクリープ破断試験を行い、破断時間が目標破断時間を超えることが好ましい。
クリープ破断試験は、丸棒クリープ試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２７１：２０１０に準拠して行われる。

次いで、本開示に係るフェライト系耐熱鋼を製造する方法について、一例を挙げて説明する。

・成形工程
本開示に係るフェライト系耐熱鋼の製造においては、まず、素材をフェライト系耐熱鋼の最終的な形状に成形する。成形工程には、最終的な形状とするための変形を伴う全ての工程が含まれ、例えば鋳造、鍛造、圧延加工等の工程が含まれる。
成形工程としては、例えば一例として、素材を溶解して鋳込んだインゴットに対し、熱間鍛造、および熱間圧延により成形するか、または熱間鍛造、熱間圧延、および冷間加工により成形し、フェライト系耐熱鋼の最終的な形状とする工程が挙げられる。

・焼ならし熱処理工程
成形工程後に、例えば焼ならし熱処理を施してもよい。例えば、１１３０℃～１１７０℃で０．１時間～１．５時間の条件で、焼ならし熱処理を施すことが好ましい。

・焼戻し熱処理工程
さらに、焼ならし熱処理工程後に、例えば焼戻し熱処理を施してもよい。例えば、７７０℃～７９０℃で１時間～５時間の条件で、焼戻し熱処理を行うことが好ましい。

・用途
本開示に係るフェライト系耐熱鋼は、例えば発電用ボイラ等、高温で使用される機器に用いられる。
高温で使用される機器の例としては、例えば石炭火力発電プラント、石油火力発電プラント、ごみ焼却発電プラントおよびバイオマス発電プラント等のボイラ用配管；石油化学プラントにおける分解管；等が挙げられる。
ここで、本開示における「高温での使用」とは、例えば３５０℃以上７００℃以下（さらには４００℃以上６５０℃以下）の環境で使用される態様が挙げられる。

以下、実施例によって本開示をより具体的に説明する。尚、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
表１－１および表１－２に示す化学組成を有するＡ～Ｉの素材を実験室にて溶解して鋳込んだインゴットに対し、熱間鍛造、および熱間圧延をこの順に行い、厚さ１５ｍｍに成形した。この素材から、長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍの板材を加工した。表１－１および表１－２において「比Ｔａ／Ｎｂ」を除く各成分の単位は質量％であり、残部はＦｅおよび不純物である。また、下記の表中、下線を付した値は本開示の範囲外であることを示す。

この板材に、表２に示す通り焼ならし、焼戻しの熱処理を行い試験材とした。

［電解抽出残渣として分析されるＷの量の測定］
得られた試験材から、８ｍｍ角、長さ４０ｍｍの試験片を採取し、上述の実施形態で説明した方法、つまり定電流電解法によって、電解抽出残渣として分析されるＷ量を測定した。具体的には、１０体積％アセチルアセトン－１質量％テトラメチルアンモニウムクロライドメタノール溶液を電解液として用いた定電流電解法により、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ^２で試験材を陽極溶解し、炭化物を残渣として抽出した。抽出した残渣を酸分解した後、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分析を行い、残渣中のＷの質量を測定した。残渣中のＷの質量を試験材の溶解量で除して、炭化物として存在しているＷ量を求めた。

［引張試験／引張強さ］
さらに、試験材から、平行部径８ｍｍ、平行部長さ５５ｍｍのＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に示されている１４Ａ号丸棒試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に準拠して、室温（１０℃～３５℃）での引張試験に供した。そして、その引張強さが、母材に求められる引張強さである６２０ＭＰａ以上となるものを「合格」とし、中でも６７０ＭＰａ以上となるものを「合格／優」とし、それ以外を「合格／可」とし、一方、６２０ＭＰａを下回るものを「不合格」とした。

［シャルピー衝撃試験／靭性］
また、試験材の板厚方向中央部から、ノッチを加工した２ｍｍＶノッチフルサイズシャルピー衝撃試験片を３本採取し、シャルピー衝撃試験に供した。シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に準拠して行った。試験は、２０℃にて実施し、３本の試験片の吸収エネルギーの平均値が２７Ｊ以上となるものを「合格」とし、中でも３本の試験片の吸収エネルギーの個値が全て２７Ｊ以上となるものを「合格／優」、それ以外を「合格／可」とし、一方、３本の試験片の吸収エネルギーの平均値が２７Ｊを下回るものを「不合格」とした。

［クリープ破断試験］
加えて、引張試験およびシャルピー衝撃試験に合格した試験材から、丸棒クリープ試験片を採取し、クリープ破断試験をおこなった。そして、長時間使用時における評価として、母材の目標破断時間が、１０００時間となる６５０℃×１５７ＭＰａの条件でクリープ破断試験を行った。クリープ破断試験は、ＪＩＳ Ｚ２２７１：２０１０に準拠して行った。そして、破断時間が目標破断時間を超えるものを「合格」とし、それを下回るものを「不合格」とした。

表３から、本開示で規定する条件を満足する鋼は安定して優れた引張強さと高い靭性が得られることがわかる。加えて、長時間使用時における高いクリープ強度も具備することがわかる。

これに対して、代符Ａ８、Ｂ８、Ｆ１およびＨ１は、電解抽出残渣として分析されるＷの量が式（１）に規定の範囲を下回った、即ち、炭化物の析出量が十分でなく、目標とする引張強さと靭性を満足しなかった。

代符Ａ１１、Ｂ１１、Ｇ１、およびＩ１は、電解抽出残渣として分析されるＷの量が式（１）に規定の範囲を超えた、即ち、炭化物が過剰にかつ粗大に析出し、目標とする引張強さと靭性を満足しなかった。

＜実施例２＞
表４－１および表４－２に示す化学組成を有するＪ～Ｏの素材を実験室にて溶解して鋳込んだインゴットに対し、熱間鍛造、および熱間圧延をこの順に行い、厚さ１５ｍｍに成形した。この素材から、長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍの板材を加工した。表４－１および表４－２において「比Ｔａ／Ｎｂ」を除く各成分の単位は質量％であり、残部はＦｅおよび不純物である。

この板材に、１１５０℃で０．５時間加熱し、冷却する焼ならし、７８０℃で１時間加熱し、冷却する焼戻しの熱処理を行い試験材とした。

［電解抽出残渣として分析されるＷの量の測定］
［引張試験／引張強さ］
［シャルピー衝撃試験／靭性］
得られた試験材に対し、前記の電解抽出残渣として分析されるＷの量の測定、引張試験およびシャルピー衝撃試験を行った。

［クリープ破断試験］
加えて、引張試験およびシャルピー衝撃試験に合格した試験材から、丸棒クリープ試験片を採取し、クリープ破断試験をおこなった。そして、使用初期の高温強度の評価として、母材の目標破断時間が、それぞれ５０時間となる６５０℃×２０６ＭＰａの条件で、また、長時間使用時における評価として、母材の目標破断時間が、１０００時間となる６５０℃×１５７ＭＰａの条件で、それぞれ各３本ずつ、クリープ破断試験を行った。なお、クリープ破断試験は、ＪＩＳ Ｚ２２７１：２０１０に準拠して行った。
そして、破断時間が３本全て目標破断時間を超えるものを「合格（優）」とし、３本のうち２本が目標破断時間を超え、残りの１本は目標破断時間を下回るものの、その破断時間が目標破断時間の９０％以上となるものを「合格（可）」、それ以外を「不合格」とした。

表５および表６から、鋼Ｊ～Ｏは本発明で規定する条件を満足するため、安定して優れた引張強さと高い靭性が得られることがわかる。加えて、ＴａとＮｂが所定の範囲を満足する場合、使用初期および長時間使用時における高いクリープ強度が安定して得られやすいことがわかる。

このように本開示の要件を満足する場合のみ、安定して優れた引張強さと靭性を有するとともに、長時間使用時における高いクリープ強度も併せて具備するフェライト系耐熱鋼が得られることがわかる。

本開示によれば、ＷおよびＢを多量に含有し、安定して優れた引張強さと靭性を有するフェライト系耐熱鋼を提供することが可能となる。

２０１９年４月１１日に出願された日本特許出願２０１９－０７５６６１ならびに２０１９年３月１９日に出願された日本特許出願２０１９－０５１７５１および日本特許出願２０１９－０５１７５２の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (4)

1. 質量％で
   Ｃ：０．０６％～０．１１％、
   Ｓｉ：０．１５％～０．３５％、
   Ｍｎ：０．３５％～０．６５％、
   Ｐ：０．０２０％以下、
   Ｓ：０．００３０％以下、
   Ｎｉ：０．００５％～０．２５０％、
   Ｃｕ：０．００５％～０．２５０％、
   Ｃｏ：２．７％～３．３％、
   Ｃｒ：８．３％～９．７％、
   Ｗ：２．５％～３．５％、
   Ｖ：０．１５％～０．２５％、
   Ｎｂ：０．０３０％～０．０８０％、
   Ｔａ：０．００２％～０．０４０％、
   Ｎｄ：０．０１０％～０．０６０％、
   Ｂ：０．００６％～０．０１６％、
   Ｎ：０．００５％～０．０１５％、
   Ａｌ：０．０２０％以下、および
   Ｏ：０．０２０％以下
   を含み、
   残部がＦｅおよび不純物からなり、
   かつ電解抽出残渣として分析されるＷの量が下記（１）式を満足するフェライト系耐熱鋼。
   －１０×［％Ｂ］＋０．２６≦［％Ｗ］_ＥＲ≦１０×［％Ｂ］＋０．５４ （１）式
   （１）式において、［％Ｗ］_ＥＲは電解抽出残渣として分析されるＷの量（質量％）を表し、［％Ｂ］は前記フェライト系耐熱鋼中のＢの含有量（質量％）を表す。
2. 質量％で
   前記Ｔａおよび前記Ｎｂの合計含有量が０．０４０％～０．１１０％であり、
   前記Ｔａの含有量と前記Ｎｂの含有量との比Ｔａ／Ｎｂが０．１０～０．７０である請求項１に記載のフェライト系耐熱鋼。
3. 前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、下記群より選択される少なくとも１種の元素を含有する請求項１又は請求項２に記載のフェライト系耐熱鋼。
   群 Ｍｏ：０．５０％以下
   Ｔｉ：０．２０％以下
   Ｃａ：０．０１５％以下
   Ｍｇ：０．０１５％以下
   Ｓｎ：０．００５％以下
4. 室温でのＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定される引張強さが６２０ＭＰａ以上、かつ２０℃でのＪＩＳ Ｚ２２４２：２００５に規定されるフルサイズシャルピー吸収エネルギーが２７Ｊ以上である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のフェライト系耐熱鋼。